JPH0595152A

JPH0595152A - 半導体短光パルス発生装置および短光パルスの発生方法

Info

Publication number: JPH0595152A
Application number: JP25395991A
Authority: JP
Inventors: Takeo Miyazawa; 丈夫宮澤; Hidetoshi Iwamura; 英俊岩村
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1991-10-01
Filing date: 1991-10-01
Publication date: 1993-04-16

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】本発明は、超高速光通信に必要な短光パルス
をモードロック法によって発生させることを目的とす
る。【構成】半導体ダブルヘテロ接合部を備えた光増幅領
域２２と、該光増幅領域の発光波長より短波長に光吸収
端３６を有し量子井戸層をはさむ半導体ダブルヘテロ接
合によって構成される光変調領域２４と、該光変調領域
の吸収端より短波長に光吸収端をもつ半導体層ないしは
量子井戸層をコア層とする光導波路領域２３の３つの領
域を、同一平面内で直列に接続し、該３つの領域が直列
配置された構造の両端部に光の反射面を形成したもので
ある。【効果】光増幅領域で光を発生させ、光変調領域への
印可電圧を変調し、光変調領域の損失を変調することに
よって全体での利得を変調してモードロックを起こし、
短光パルスを発生させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超高速光通信に必要な
短光パルスをモードロック法によって発生させるための
短光パルス発生装置および前記短光パルス発生装置を用
いて行なう短光パルスの発生方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】モードロック法により短光パルスを発生
させるための素子として、従来、図７に示すように光増
幅領域１と光導波路２が集積された素子が知られてい
る。なお、この図７に示す素子が、この種の短光パルス
発生素子の構成として最も基本的な構成であり、最初に
実現された短光パルス発生素子である。

【０００３】図７に示す構造の素子において、光増幅領
域１および光導波路２は、結晶端面３によってはさまれ
て構成されるファブリペロー共振器内に直列に配置され
ている。図７に示す光素子において、光増幅領域１は、
電極層５とキャップ層６とクラッド層７と埋め込み層８
と活性層９と基板１０と電極層１１などを主体として構
成される半導体ダブルヘテロ構造部を備え、光導波路２
は、基板１０上においてクラッド層１２、１２でコア層
１３をはさんだ構造となっている。また、前記構造の短
光パルス発生素子において、活性層９は、波長１.５μ
ｍのＩｎＧａＡｓＰからなり、コア層１３は波長１.３
μｍのＩｎＧａＡｓＰからなる。

【０００４】図７に示す発生素子で短光パルスを発生さ
せるには、光増幅領域１で発生させたレーザ光がファブ
リペロー共振器内で往復する時間に等しい周期の高周波
電流を光増幅領域１に印可し、光増幅領域１の利得を変
調する。これによってレーザ光の各縦モードが結合し、
位相が揃うこと（モードロック）によって、短光パルス
が発生される。このようなモードロック法を利用したレ
ーザ素子で幅４ｐｓの短パルス光が得られたことを S.T
ucker が Electronics Letters V.25 p.621 に発表して
いる。

【０００５】図８は、最近発表されたモードロック法を
利用したレーザ装置の断面構造を示すものである。図８
に示すレーザ装置は、基板１５上に光増幅領域１６と光
導波路１７と可飽和吸収領域１８を直列に配列して設け
た構造である。ここで可飽和吸収領域１８とは、電流注
入を行なわない半導体レーザ構造であり、光導波路１７
は閾値以上の直流電流を印可した活性導波路である。

【０００６】このレーザ装置では、図７を基に先に説明
した光増幅領域１と同じ機能を有する光増幅領域１６の
パルス形成機構に加え、可飽和吸収領域１８がパルスを
急峻化する作用を有している。この急峻化作用は、可飽
和吸収帯域１８にパルスが入射された時、パルスの前半
部が可飽和領域１８の吸収によって削り取られるのに対
して、パルスのピーク近傍およびパルスの後半部ではピ
ーク近傍の強い光によって吸収が飽和し、パルスはその
まま通過することによるものである。このような図８に
示されたレーザ装置の構造により、１.４ｐｓのパルス
幅の短光パルスが得られていることをP. A. Morton ら
が、Applied Physics LettersV.56 P.111 に発表してい
る。

【０００７】前記モードロック法により短光パルスを発
生するためには、ファブリペロー共振器内に光増幅領域
１を設け、この光増幅領域１の利得を直接変調すること
が一般的であるが、ファブリペロー共振器内に更に光変
調器を入れ、これを変調することによっても短光パルス
を発生させることも可能である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図７と図８に示す従来
のモードロック法を利用した短光パルス発生素子にあっ
ては、注入電流を変調することによって光増幅領域１、
１６の利得を直接変調する方法をとっている。ところが
これらの短光パルス発生素子は、モノシリック構造であ
るために、素子長が高々数ｍｍと短く、変調周波数が１
０ＧＨｚ以上になる。従ってこのような高周波領域で
は、利得の変調度は低周波数領域に比べて著しく低下す
る問題がある。また、光のパルス幅を狭くするために
は、変調周波数と変調度を上げることが必要であるが、
図７と図８に示す従来の短光パルス発生素子では、上述
のように変調度が低いという欠点があった。

【０００９】以上説明したように従来から短光パルスを
発生させる装置の開発が種々進められているが、今回本
発明者らは前記従来構造とは別種の構造により短光パル
スの発生に成功したので本発明に到達した。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は前
記課題を解決するために、半導体ダブルヘテロ接合部を
備えた光増幅領域と、該光増幅領域の発光波長より短波
長に光吸収端を有し量子井戸層をはさむ半導体ダブルヘ
テロ接合によって構成される光変調領域と、該光変調領
域の吸収端より短波長に光吸収端をもつ半導体層ないし
は量子井戸層をコア層とする光導波路領域の３つの領域
を、同一平面内で直列に接続し、該３つの領域が直列配
置された構造の両端部に光の反射面を形成してなるもの
である。

【００１１】請求項２記載の発明は前記課題を解決する
ために、半導体ダブルヘテロ接合部を備えた光増幅領域
と、該光増幅領域の発光波長より短波長に光吸収端をも
つ量子井戸層をはさむ半導体ダブルヘテロ接合部を備え
た量子井戸領域とを具備させて構成し、該光増幅領域と
該量子井戸領域とを同一平面内で直列に接続し、該２つ
の領域を直列配置された構造の両端部に光の反射面を形
成し、更に該量子井戸領域の一部に該量子井戸層に電界
を印可するための電極を設け、電極形成領域を光変調領
域に、非電極形成領域を光導波路領域にしてなるもので
ある。

【００１２】請求項３記載の発明は前記課題を解決する
ために、請求項１または請求項２記載の短光パルス発生
装置において、直列接続された光増幅領域と光導波路領
域と光変調領域に対して可飽和吸収領域を直列接続して
なるものである。

【００１３】請求項４記載の発明は前記課題を解決する
ために、半導体ダブルヘテロ接合部を備えた光増幅領域
と、該光増幅領域の発光波長より短波長に光吸収端を有
し量子井戸層をはさむ半導体ダブルヘテロ接合によって
構成される光変調領域と、該光変調領域の吸収端より短
波長に光吸収端をもつ半導体層ないしは量子井戸層をコ
ア層とする光導波路領域の３つの領域が、同一平面内で
直列に接続され、該３つの領域が直列配置された構造の
両端部に光の反射面が形成されてなる半導体短光パルス
発生装置を用い、光増幅領域に直流電流を印可し、更
に、光変調領域に逆バイアス電圧を重畳した高周波電圧
を印可し、該高周波電圧の周期を、光が該短光パルス光
源内を往復する時間またはその整数分の一に一致させて
短光パルスを発生させるものである。

【００１４】請求項５記載の発明は前記課題を解決する
ために、半導体ダブルヘテロ接合部を備えた光増幅領域
と、該光増幅領域の発光波長より短波長に光吸収端をも
つ量子井戸層をはさむ半導体ダブルヘテロ接合部を備え
た量子井戸領域とを具備して構成され、該光増幅領域と
該量子井戸領域とが同一平面内で直列に接続され、該２
つの領域が直列配置された構造の両端部に光の反射面が
形成され、更に該量子井戸領域の一部に該量子井戸層に
電界を印可するための電極が設けられ、電極形成領域が
光変調領域にされ、非電極形成領域が光導波路領域にさ
れてなる半導体短光パルス発生装置を用い、光増幅領域
に直流電流を印可し、更に、光変調領域に逆バイアス電
圧を重畳した高周波電圧を印可し、該高周波電圧の周期
を、光が該短光パルス光源内を往復する時間またはその
整数分の一に一致させて短光パルスを発生させるもので
ある。

【００１５】請求項６記載の発明は前記課題を解決する
ために、請求項３記載の半導体短光パルス発生装置を用
い、光増幅領域に直流電流を印可し、更に、光変調領域
に逆バイアス電圧を重畳した高周波電圧を印可し、可飽
和吸収領域に逆バイアス電圧を印可し、該高周波電圧の
周期を、光が該短光パルス光源内を往復する時間または
その整数分の一に一致させて短光パルスを発生させるも
のである。

【００１６】

【作用】量子井戸に電界を印可すると、光の吸収端が長
波長側にシフトする現象が知られ、これを使用した光変
調器が知られ、この光変調器は４０ＧＨｚ以上の高周波
領域まで変調度を低下させることなく光を変調できる。
そこで、ファブリペロー共振器内に光増幅領域と光導波
路領域と光変調領域とを設け、光増幅領域に電流を印可
して光を発生させ、光変調領域への印可電圧を変調する
ことでモードロックが実現し、短光パルスが発生する。

【００１７】また、光導波路領域を設けることで、素子
長を長くする。この長い素子長構造を採用することによ
り、素子長により決まる変調周波数を高くすることが可
能になり、変調度も高くなり、それらが電気的に発生可
能なものとなる。光増幅領域自体は、屈折率分散が大き
いために、この領域を長くすることは好ましくない。本
発明の如く光導波路領域を用いると屈折率分散は小さ
く、パルス幅の広がりの小さい短光パルスが得られる。

【００１８】

【実施例】（実施例１）以下、図面を参照して本発明の
実施例について説明する。図１は本発明の第１実施例の
短光パルス光源の概略構成を示すものであり、この実施
例の短光パルス光源２０は、基板２１上に、図の左側か
ら順に光増幅領域２２と光導波路領域２３と光変調領域
２４が直列接続されて構成されている。

【００１９】光増幅領域２２は、図１の基板２１の左側
上部に、電極層２５とキャップ層２６とクラッド層２７
と薄膜積層型の活性層２８とクラッド層２９とが積層さ
れた量子井戸レーザ構造にされている。光導波路領域２
３は、基板２１の中央側上部に、クラッド層３０とコア
層３１とクラッド層３２とが積層された構造にされてい
る。光変調領域２４は、基板２１の右側上部に、電極層
３３とキャップ層３４とクラッド層３５と薄膜積層型の
光吸収層３６とクラッド層３７とが積層された量子井戸
構造となっている。また、図１の基板２１の底面側には
電極層３８が形成されている。

【００２０】前記構造において、光増幅領域２２の活性
層２８の発光波長と、光変調領域２４の光吸収層３６の
吸収端と、光導波路領域２３のコア層３１の吸収端は、
この順番で長波長になるように設定されている。この構
造においては、活性層２８と光吸収層３６とコア層３１
がそれぞれ異なった材料または異った組成の化合物半導
体層とされ、それらのバンドギャップがそれぞれ変えら
れている。

【００２１】ここで一般に、量子井戸に電圧を印可する
と、光の吸収端が長波長側にシフトする現象が知られ、
この現象を利用して光変調器が一般に製作されている。
この光変調器は、４０ＧＨｚ以上の高周波領域まで変調
度が低下することなく光を変調できることが知られてい
る。そこで前記構造の短光パルス光源２０は、前記現象
を利用し、光変調領域２２と光増幅領域２３と光導波路
領域２４をファブリペロー共振器内に設けた構造を採用
し、光変調領域２４による損失の変調を通して素子全体
の利得を変調し、モードロックを実現することができ、
これにより短光パルスを発生させることができる構造を
採用した。光導波路領域２３を設けたのは、光源２０の
素子全体の長さを長くし、素子長によって決まる変調周
波数を向上させ、それを電気的に発生可能なものとする
ためである。

【００２２】光導波路領域２３を用いずに、長い光増幅
領域２２と光変調領域２４からのみからなる構成を採用
しても素子長を長くすることは可能である。しかし、光
増幅領域２２は屈折率分散が大きいために、光のパルス
幅が広がるという問題点があるのでこの領域を長くする
ことは好ましくない。これに対して前記構造の短光パル
ス光源２０では、受動型の光導波路領域２３を有するの
で、屈折率分散は小さく、よってパルスの幅の広がりを
小さくすることができる。

【００２３】次に、図１に示す構造の製造例について、
その具体的構造と構成材料について、またその作用につ
いて一例を挙げて詳述する。図１に示す構造の素子を薄
膜形成法により作成した。短光パルス光源２０の全体の
素子長を２.５ｍｍ、光増幅領域２２をグレーテッドイ
ンデックスＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓＰからなる量子
井戸レーザ構造とし、光増幅領域２２の長さを０.５ｍ
ｍ、光導波路領域２３の長さを１.９ｍｍ、光変調領域
２４の長さを０.１ｍｍとした。

【００２４】光増幅領域２２のキャップ層２６をＩｎＧ
ａＡｓから形成し、クラッド層２７、２９をＩｎＰから
形成し、活性層２８として、厚さ１０ｎｍのＩｎＧａＡ
ｓ井戸層が６層と、厚さ４ｎｍの吸収端波長１.２μｍ
のＩｎＧａＡｓＰ障壁層が５層積層された構成とした。
光導波路領域２３のコア層３１を、１.３μｍに吸収端
をもつＩｎＧａＡｓＰから構成し、クラッド層３０、３
２をＩｎＰから形成した。前記コア層３１の厚さは０.
１μｍとした。光変調領域２４のキャップ層３４はＩｎ
ＧａＡｓから形成し、クラッド層３５、３７はＩｎＡｌ
Ａｓから形成し、光吸収層３６は、厚さ７ｎｍのＩｎＧ
ａＡｓ量子井戸層が７層と、厚さ５ｎｍのＩｎＡｌＡｓ
障壁層が６層積層された構成とした。

【００２５】なお、この例の短光パルス光源の両端部に
は結晶の劈開面からなる反射面を形成し、ファブリペロ
ー発振器を構成している。なお、前記結晶の劈開面を利
用することなく、反射層を前記短光パルス光源の両端部
に特別に設ける構成とすることもできる。

【００２６】図１に示すように構成され、前記の寸法の
短光パルス光源２０では、光増幅領域２２に直流電流を
印可し、光変調領域２４に逆バイアスを重畳した１６Ｇ
Ｈｚの高周波電圧を印可することによって繰り返し周波
数１６ＧＨｚ、幅１Ｐｓの短光パルスを発生することが
できた。ここで、図１に示す短光パルス光源２０と従来
素子との相違点は、従来素子が光増幅領域への注入電流
の変調によって直接利得を変調していたのに対し、前記
短光パルス光源２０は、光変調領域２４の損失を変調す
ることによって素子全体での利得を変調し、モードロッ
クを達成し、更に光導波路領域２３を設けることによっ
て変調周波数の調整を行ない得る点である。

【００２７】なお前記の構造において、吸収端が光増幅
領域２２の発光波長より短波長である半導体層を吸収層
とする光変調領域で光増幅層２２を置き換えても短光パ
ルス光源を構成することができる。

【００２８】図１に示す構造の短光パルス光源２０を製
造しようとする場合、光増幅領域２２の活性層２８と光
変調領域２４の光吸収層３６と光導波路領域２３のコア
層３１とをそれぞれ異なった材料、または、異なった組
成の化合物半導体層とし、各層のバンドギャップをそれ
ぞれ変えなければならない。しかし、このような構造を
実現するためには、成膜法により各層を製造する際の成
長層を１〜０.１μｍ程度の精度でエッチングした後、
各領域が精度良く接続するように成膜装置内で膜を再成
長させるという極めて困難な工程を２回以上繰り返し行
なわなくてはならない。しかし、現実の製造装置では、
この様な再成長を行なえるのは、成膜時に１回までが限
度であり、２回以上の再成長では大幅に歩留まりが低下
する問題がある。そこでこのような製造上の問題を解
決した構造が以下に記載する実施例２の構造である。

【００２９】（実施例２）図２は光導波路領域を有する
短光パルス光源の第２の例を示すものである。この例の
短光パルス光源４０は、光増幅領域４１と光導波路領域
４２と光変調領域４３をファブリペロー発振器内に直列
配置したものであり、各領域において実施例１と同等の
構成要素には同一符号を付してそれらの説明は省略す
る。この第２実施例において、先の第１実施例と異なる
ところは、光導波路領域４２と光変調領域４３を同一の
層構造にしている点である。即ち、図２の構造では、光
導波路領域４２のクラッド層３０’、３２’とコア層３
１’を光変調領域４３のクラッド層３５、３７と光吸収
層３６’と同一構造としている。

【００３０】図２に示す構成を採用することにより、成
膜時に１回の再成長で光増幅領域４１と光導波路領域４
２とを接合し、素子構造を完成できるようになってい
る。この構造では、光変調領域４３の方にだけ電極層３
３を設け、逆バイアスを印可し、量子井戸からなる吸収
端を長波長側にシフトさせ、光増幅領域４１で発生する
光を吸収できるようにする。これに対して、電極を設け
ていない光導波路領域４２は、量子井戸を有するもの
の、電界を印可しないために光増幅領域４１の発光させ
た光に対して２０〜３０ｄＢ／ｃｍと比較的低損失とな
る。よって短光パルスを発生させることができる。

【００３１】（実施例３）図３は光導波路領域を有する
短光パルス光源の第３の例を示すものである。この例の
短光パルス光源５０は、光導波路領域５２と光増幅領域
５１と光変調領域５３をファブリペロー発振器内に順に
直列配置したものであり、各領域において実施例１と同
等の構成要素には同一符号を付してそれらの説明は省略
する。この第３実施例において、先の第１実施例と異な
るところは、光導波路領域５２と光増幅領域５１と光変
調領域５３とを順次配列している点と、光導波路領域５
２と光変調領域５３とを同一の層構造にしている点であ
る。

【００３２】図３に示す構成を採用することにより、前
記実施例２の構造と同等の効果を得ることができる。

【００３３】（実施例４）図４は光導波路領域を有する
光パルス光源の第４の例を示すものである。この例の短
光パルス光源６０は、光増幅領域６１と光変調領域６３
と光導波路領域６２をファブリペロー発振器内に順に直
列配置したものであり、各領域において実施例１と同等
の構成要素には同一符号を付してそれらの説明は省略す
る。この第４実施例において、先の第１実施例と異なる
ところは、光増幅領域６１と光変調領域６３と光導波路
領域６２とを順次配列している点と、光導波路領域６２
と光変調領域５３とを同一の層構造にしている点であ
る。

【００３４】図４に示す構成を採用することにより、前
記実施例２の構造と同等の効果を得ることができる。

【００３５】（実施例５）図５は可飽和吸収領域を設け
た短光パルス光源の一例を示すものである。この例の短
光パルス光源７０は、可飽和吸収領域７４と量子井戸の
光導波路領域７２と光増幅領域７１と量子井戸の光変調
領域７３を接続した構造である。可飽和吸収領域７４
は、この例では光増幅領域と同一の層構造となってい
る。可飽和吸収領域７４とは、電界印可時ないしは無電
界時ないしは光増幅作用を持たないような程度の電流を
印可した時に、光増幅領域７１で発生させた光を吸収す
る性質を有する領域である。

【００３６】また、ここで用いる可飽和吸収領域７４と
しては種々の構成をとることができる。可飽和吸収領域
として、光増幅領域と同じ構造であり、電流注入をしな
い領域か、注入しても利得を持たないような低注入状態
にある領域を使用する。これにより、光増幅領域でも可
飽和吸収領域として作用させることができる。可飽和吸
収領域７４にパルスが入射すると、パルスの前半部が可
飽和吸収領域７４の吸収によって削り取られるのに対し
て、パルスのピーク近傍およびパルスの後半部ではパル
スのピーク近傍の強い光によって可飽和吸収領域７４の
パルスの吸収能力が飽和し、パルスはそのまま通過する
ことになる。

【００３７】この構造においてもモードロックにより短
光パルスを発生させることができる。しかも、可飽和吸
収領域７４がパルスを急峻化するので、急峻化されたパ
ルスを発生させることができる。

【００３８】また、電流注入を行なわない量子井戸ない
しは半導体層も可飽和吸収領域として作動させることが
できる。なお、可飽和吸収領域としては、量子井戸の方
が弱い光で飽和し、特性としては優れている。この構造
を具体化したものを実施例６で説明する。

【００３９】（実施例６）図６は量子井戸の可飽和吸収
領域を設けた短光パルス光源の第２の例を示すものであ
る。この例の短光パルス光源８０は、量子井戸の可飽和
吸収領域８４と量子井戸の光導波路領域８２と光導波路
領域８１と量子井戸の光変調領域８３を接続した構造で
ある。

【００４０】この例の構造において、可飽和吸領域８４
は、量子井戸であり、層構造としては、光変調領域８３
と同一の層構造である。光変調領域８３には逆バイアス
に加えて高周波電圧を印可し、可飽和領域８４には逆バ
イアスのみを印可することで、光増幅領域８１で発生さ
せた光を可飽和吸収領域８４で吸収するようにしてい
る。

【００４１】この構造においてもモードロックにより短
光パルスを発生させることができる。しかも、可飽和吸
収領域８４がパルスを急峻化するので、急峻化されたパ
ルス光を発生させることができる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載した
発明によれば、ファブリペロー共振器内に光増幅領域と
光変調領域と光導波路領域を直列接続した構成となって
いるので、光増幅領域で光を発生させ、光変調領域への
印可電圧を変調し、光変調領域の損失を変調することに
よって全体での利得を変調してモードロックを起こし、
従来の短光パルス光源に比較してパルス幅の短い短光パ
ルスを発生させることができる。また、光導波路領域を
設けたことで、変調周波数の調節を行なうことができ
る。

【００４３】更に、光導波路領域を設けているので、素
子長を長くすることにより変調周波数を高め、変調利得
を高くすることができる。また、光導波路領域を設ける
ことで、光増幅領域を長くしなくとも素子長を長くでき
るので、光のパルス幅を広げてしまう光増幅領域を長く
しなくとも素子長を長くすることができ、パルス幅の短
い短光を発生させることができる。

【００４４】また、請求項２に記載した発明によれば、
光増幅領域と量子井戸領域とをファブリペロー発振器内
に設け、量子井戸領域の一部に電極を設けてこれを光変
調領域とし、電極を設けない領域を光導波路領域とする
ので、この構造によっても同様にモードロックを起こし
て短光パルスを発生させ、変調周波数の調節を実施でき
る。

【００４５】更に、請求項３に記載した発明によれば、
請求項１または２記載の短光パルス光源において、前記
各領域に加えて半導体層ないしは量子井戸層を有する可
飽和吸収領域を設けたので、光変調領域に逆バイアスに
加えて高周波電圧を印可し、可飽和吸収領域に逆バイア
スのみを印可することで、モードロックを起こして短光
を発生させ、更に、光増幅領域で発生させた光を吸収し
てパルスの急峻化をなすことができ、従来の短光パルス
光源に比較してパルス幅の短い短光パルスを発生させる
ことができる。また、光導波路領域を有するので、光の
変調周波数を調節することもできる。

【００４６】また、請求項１〜３に記載のいずれかの短
光パルス光源を用い、光増幅領域に直流電流を印可し、
更に、光変調領域に逆バイアス電圧を重畳した高周波電
圧を印可し、該高周波電圧の周期を、光が該短光パルス
光源内を往復する時間またはその整数分の一に一致させ
ることで従来の短光パルス光源に比較してパルス幅の短
い短光パルスを発生させることができる効果がある。ま
た、光導波路領域を設けたものを使用するので、素子長
を長くすることにより変調周波数を高め、変調利得を高
くすることができる。また、光導波路領域を設けること
で、光増幅領域を長くしなくとも素子長を長くできるの
で、光のパルス幅を広げてしまう光増幅領域を長くしな
いので、パルス幅の短い短光を発生させることができ
る。更に、可飽和吸収領域を接続した構造の短光パルス
光源を用いる方法によれば、可飽和吸収領域でのパルス
の急峻化作用を利用することができ、より急峻化させた
短光パルスを発生させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第１実施例を示す断面図であ
る。

【図２】図２は本発明の第２実施例を示す断面図であ
る。

【図３】図３は本発明の第３実施例を示す断面図であ
る。

【図４】図４は本発明の第４実施例を示す断面図であ
る。

【図５】図５は本発明の第５実施例を示す断面図であ
る。

【図６】図６は本発明の第６実施例を示す断面図であ
る。

【図７】図７は従来のモードロックレーザの第１の例を
示す断面図である。

【図８】図８は従来のモードロックレーザの第２の例を
示す断面図である。

【符号の説明】

２０短光パルス領域、２１基板、２２
光増幅領域、２３光導波路領域、２４光変調領
域、２５電極層、２６キャップ層、２７
クラッド層、２８活性層、２９クラッ
ド層、３０クラッド層、３１コア層、
３２クラッド層、３３電極層、３４キャップ
層、３５クラッド層、３６光吸収層、３７
クラッド層、３８電極層、４０、５０、６
０、７０、８０短光パルス光源、４１、５１、６１、７
１、８１光増幅領域、４２、５２、６２、７２、８２
光導波路領域、４３、５３、６３、７３、８３光変
調領域、７４、８４可飽和吸収領域、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体ダブルヘテロ接合部を備えた光増
幅領域と、該光増幅領域の発光波長より短波長に光吸収
端を有し量子井戸層をはさむ半導体ダブルヘテロ接合に
よって構成される光変調領域と、該光変調領域の吸収端
より短波長に光吸収端をもつ半導体層ないしは量子井戸
層をコア層とする光導波路領域の３つの領域が、同一平
面内で直列に接続され、該３つの領域が直列配置された
構造の両端部に光の反射面が形成されてなることを特徴
とする半導体短光パルス発生装置。
【請求項２】半導体ダブルヘテロ接合部を備えた光増
幅領域と、該光増幅領域の発光波長より短波長に光吸収
端をもつ量子井戸層をはさむ半導体ダブルヘテロ接合部
を備えた量子井戸領域とを具備して構成され、該光増幅
領域と該量子井戸領域とが同一平面内で直列に接続さ
れ、該２つの領域が直列配置された構造の両端部に光の
反射面が形成され、更に該量子井戸領域の一部に該量子
井戸層に電界を印可するための電極が設けられ、電極形
成領域が光変調領域にされ、非電極形成領域が光導波路
領域にされてなることを特徴とする半導体短光パルス発
生装置。
【請求項３】請求項１または請求項２記載の短光パル
ス発生装置において、直列接続された光増幅領域と光導
波路領域と光変調領域に対して可飽和吸収領域が直列接
続されてなることを特徴とする半導体短光パルス発生装
置。
【請求項４】半導体ダブルヘテロ接合部を備えた光増
幅領域と、該光増幅領域の発光波長より短波長に光吸収
端を有し量子井戸層をはさむ半導体ダブルヘテロ接合に
よって構成される光変調領域と、該光変調領域の吸収端
より短波長に光吸収端をもつ半導体層ないしは量子井戸
層をコア層とする光導波路領域の３つの領域が、同一平
面内で直列に接続され、該３つの領域が直列配置された
構造の両端部に光の反射面が形成されてなる半導体短光
パルス発生装置を用い、光増幅領域に直流電流を印可
し、更に、光変調領域に逆バイアス電圧を重畳した高周
波電圧を印可し、該高周波電圧の周期を、前記短光パル
ス光源内を光が往復する時間またはその整数分の一に一
致させて短光パルスを発生させることを特徴とする短光
パルスの発生方法。
【請求項５】半導体ダブルヘテロ接合部を備えた光増
幅領域と、該光増幅領域の発光波長より短波長に光吸収
端をもつ量子井戸層をはさむ半導体ダブルヘテロ接合部
を備えた量子井戸領域とを具備して構成され、該光増幅
領域と該量子井戸領域とが同一平面内で直列に接続さ
れ、該２つの領域が直列配置された構造の両端部に光の
反射面が形成され、更に該量子井戸領域の一部に該量子
井戸層に電界を印可するための電極が設けられ、電極形
成領域が光変調領域にされ、非電極形成領域が光導波路
領域にされてなる半導体短光パルス発生装置を用い、光
増幅領域に直流電流を印可し、更に、光変調領域に逆バ
イアス電圧を重畳した高周波電圧を印可し、該高周波電
圧の周期を、前記短光パルス光源内を光が往復する時間
またはその整数分の一に一致させて短光パルスを発生さ
せることを特徴とする短光パルスの発生方法。
【請求項６】請求項３記載の半導体短光パルス発生装置
を用い、光増幅領域に直流電流を印可し、更に、光変調
領域に逆バイアス電圧を重畳した高周波電圧を印可し、
可飽和吸収領域に逆バイアス電圧を印可し、該高周波電
圧の周期を、前記短光パルス光源内を光が往復する時間
またはその整数分の一に一致させて短光パルスを発生さ
せることを特徴とする短光パルスの発生方法。